GB/T 46195-2025 空间环境 国际参考电离层(IRI)模型和等离子体层的扩展

ICS49020

CCSV.06

中华人民共和国国家标准

GB/T46195—2025

空间环境国际参考电离层IRI模型

()

和等离子体层的扩展

Saceenvironment—InternationalreferenceionoshereIRImodeland

pp()

extensionstotheplasmasphere

ISO164572022SaceenvironmentInaturalandartificial—TheEarths

[:,p’

ionosheremodel—InternationalreferenceionoshereIRImodeland

pp()

extensionstothelasmashereMOD

pp,]

2025-10-05发布2025-10-05实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T46195—2025

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

缩略语

4……………………3

模型

5IRI…………………4

模型内容

5.1……………4

模型输入

5.2……………7

实时模式

5.3IRI………………………7

模型向等离子体层的扩展

6IRI…………8

廓线的外推

6.1IRI………………………8

全球核心等离子体模型

6.2(GCPM-2000)……………8

等离子体层模型

6.3IMAGE/RPI……………………8

等离子体层模型

6.4IZMIRAN………………………8

模型精度

7…………………8

附录资料性本文件与结构编号变化一览表

A()ISO16457:2022…………………10

附录资料性本文件与技术差异及其原因

B()ISO16457:2022……11

附录资料性模型简介

C()IRI…………12

背景知识

C.1……………12

适用范围

C.2……………12

模型发展

C.3IRI………………………12

参考文献

……………………14

Ⅰ

GB/T46195—2025

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件修改采用空间环境自然和人工地球电离层模型国际参考电离层

ISO16457:2022《()

模型和等离子体层的扩展

(IRI)》。

本文件与相比在结构上有较多调整两个文件之间的结构编号变化对照一览表

ISO16457:2022,。

见附录

A。

本文件与相比存在较多技术差异在所涉及的条款的外侧页边空白位置用垂直

ISO16457:2022,,

单线进行了标示这些技术差异及其原因一览表见附录

(|)。B。

本文件做了下列编辑性改动

:

为与现有标准协调将本文件名称改为空间环境国际参考电离层模型和等离子体层

———,《(IRI)

的扩展

》。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由中国科学院提出

。

本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会归口

(SAC/TC425)。

本文件起草单位中国科学院国家空间科学中心中国航天标准化研究所中国电子科技集团公司

:、、

第二十二研究所

。

本文件主要起草人袁天娇钟秋珍刘方华陈艳红黄文耿罗冰显孙树计泉浩芳李昌宏

:、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T46195—2025

引言

本文件提出确定地球电离层和等离子体层电子密度电子温度离子温度离子组成和电子柱含量

、、、

的全球分布的指南国际参考电离层模型是推荐采用的描述电离层参数的模型

。(IRI)。

是由空间研究委员会和国际无线电科学联盟在世纪年代末资助的

IRI(COSPAR)(URSI)2060

一个国际项目根据所有可用的电离层观测数据建立了一个电离层经验标准模型经验方法的优点是

,。

完全依赖于测量不需要解释地球电离层电子和离子密度和温度演变的理论物理过程建立模型

,。IRI

的数据主要来源于全球电离层测高仪监测网非相干散射雷达电离层顶部探测仪和多个卫星火箭搭

、、、

载的原位探测仪器

。

模型是一个描述电离层月平均状态的气候学模型在全球范围内给定的位置时间和日期

IRI,、,IRI

给出电子密度电子温度离子温度的月均值以及++++++和离子簇密度含量的

、、,O、H、He、N、NO、O2

月均值并通过对电子密度沿高度进行积分给出用户指定的高度范围内的电子柱含量本文件给出了

,,。

三个经验和半经验模型将电子密度电子温度离子温度离子组成等参量的计算扩展到等离子体层

,、、、

高度

。

和推荐使用模型描述电离层随着电离层新观测数据和新子模型的应用

COSPARURSIIRI。,IRI

模型在不断更新改进模型简介见附录本文件为潜在用户提供了描述地球电离层和等离子体

,IRIC。

层的标准的通用框架

。

Ⅳ

GB/T46195—2025

空间环境国际参考电离层IRI模型

()

和等离子体层的扩展

1范围

本文件给出了模型对电离层密度温度和电子柱含量等电离层参量全球分布的描述以及等离

IRI、,

子体层的扩展模型

。

本文件适用于无线电测高及测向射电天文高频通信卫星通信导航和定位航空和航天系统航

、、、、、、

天器设计和遥感测量等学科的教学研究及应用

、。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

空间科学及其应用术语第部分空间物理

GB/T30114.22:

3术语和定义

界定的以及下列术语和定义适用于本文件

GB/T30114.2。

31

.

电离层ionosphere

高层大气中因太阳辐射而发生部分电离的区域

。

注能显著影响无线电波传播高度大约从到之间通常分为层层和层层

:。60km1000km~2000km,D、EF,F

又分为层和层

F1F2。

来源有修改

[:GB/T30114.2—2014,5.1,]

32

.

等离子体层plasmasphere

在中低纬度包围地球的密度较高的冷等离子体区域

、。

注其底部与电离层相接顶部外边界叫等离子体层顶

:,。

来源有修改

[:GB/T30114.2—2014,4.2,]

33

.

等离子体层顶plasmapause

等离子体层的外边界位于距离地球中心个个地球半径之间大体与地球磁力线吻合

(3.2),2~6,。

注等离子体层顶向外几百千米等离子体密度会下降两个量级

:,。

34

.

太阳活动solaractivity

在太阳大气层中发生的影响行星际空间和地球空间的一系列过程

。

注采用指数描述太阳活动的水平

:。

1

GB/T46195—2025

35

.

电离层暴ionosphericstorm

伴随磁暴发生的全球范围内电离层剧烈扰动

。

来源

[:GB/T30114.2—2014,5.5]

36

.

太阳黑子数sunspotnumber

R

由公式Rkgs定义每日太阳黑子活动性指数

=(10+)。

注1公式中s是可见日面单个黑子的总数是太阳黑子群的数量k是一个观测因子

:,g,。

注2R又被称为或或R是太阳黑子数的个月滑动平均值

:RiRzSSN。1212。

注3年修改了正式发布的太阳黑子数的计算方案结果表明新太阳黑子数比旧太阳黑子数约

:2014,(SSN2)(SSN1)

大倍

1.45。

37

.

太阳107厘米射电流量F107

..

将地面于正午时测量到的频率波长的太阳辐射强度换算到距离太阳为

122800MHz(10.7cm)

个天文单位处的太阳射电的流量密度

1。

注国际上以加拿大不列颠哥伦比亚省彭蒂克顿的射电天文台

:(DominionRadioAstronomicalObservatory,Pentic-

测量结果为准单位为-22-2-1通常使用的平均值是天个太阳

ton,B.C.,Canada)。1sfu=10W/m·Hz。81(3

自转周的滑动平均值和个月的滑动平均值

)12。

38

.

Lyman-α指数Lyman-αindex

基于每日测量氢原子线波段太阳辐射的太阳活动指数

121.6nm(Lyman-α)(3.4)。

39

.

MGⅡ指数MGⅡindex

基于镁离子线和线核翼比的太阳活动指数

h(279.56nm)k(280.27nm)(3.4)。

310

.

Kp指数Kpindex

描述全球地磁场每三小时变化性的指数

。

注指数尺度是不均匀的准对数每固定的小时间隔给出一个指数每天给出个值范围从平静

:,3(UT)Kp,18,0()

到强扰动共级用以表征地磁场的扰动程度

9()28,。

311

.

ap指数apindex

地磁行星性等效三小时幅度指数等效于指数

,Kp(3.10)。

注1指数与指数成近似对数关系数值范围从

:apKp,1~400。

注2指数的日均值是指数称为地磁行星性等效日幅度指数

:apAp,。

312

.

电子柱含量totalelectroncontentTEC

;

单位截面电离层两点之间的总电子数

。

注又称电子总含量

:。

来源有修改

[:GB/T30114.2—2014,5.19,]

313

.

基于TEC的全球指数TEC-basedglobalindexTECg

;

基于台站网反演的正午值得到的全球电离层指数

IGSTEC。

注关于台站的更多信息见参考文献和参考文献

:IGS[3][4]。

2

GB/T46195—2025

314

.

全球电子含量globalelectroncontentGEC

;

基于台站数据反演的特定世界时的值的全球积分量

GNSSTEC(3.12)。

315

.

电离层全球指数ionosphereglobalindexIG

;

基于全球测高仪测量的电离层层临界频率修正地图得到的电离层全球指数

F2foF2CCIR。

注1又称电离层有效太阳黑子数见参考文献

:IG,[5]。

注2是电离层全球指数的个月滑动平均值

:IG1212。

注3地图见参考文献

:CCIR[6]。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件

。

北斗卫星导航系统

BDS:(BeiDouNavigationSatelliteSystem)

国际无线电咨询委员会

CCIR:(ConsultativeCommitteeonInternationalRadio)

空间研究委员会国际参考大气

CRIA:(COSPARInternationalReferenceAtmosphere)

极低频

ELF:(ExtremelyLowFrequency,lessthan3kHz)

电离层层寻常波的临界频率

foE:E(ThecriticalfrequencyofElayerfortheordinarywave)

电离层层寻常波的临界频率

foF1:F1(ThecriticalfrequencyofF1Layerfortheordinarywave)

电离层层寻常波的临界频率

foF2:F2(TheCriticalFrequencyofF2LayerfortheOrdinaryWave)

伽利略全球卫星导航系统

GALILEO:(GlobalSatelliteNavigationSystem)

全球电离层无线电观测站

GIRO:(GlobalIonosphericRadioObservatory)

格洛纳斯全球轨道导航卫星系统

GLONASS:(GlobalNavigationSatelliteSystem)

全球导航卫星系统等

GNSS:(GlobalNavigationSatelliteSystem,BDS、GALILEO、GLONASS、GPS)

全球定位系统

GPS:(GlobalPositioningSystem)

高频

HF:(3MHz~30MHz)

电离层层峰值高度

hmE:E(TheELayerPeakHeight)

电离层层峰值高度

hmF1:F1(TheF1LayerPeakHeight)

电离层层峰值高度

hmF2:F2(TheF2LayerPeakHeight)

国际地磁和高空大气物理协会

IAGA:(InternationalAssociationofGeomagnetismandAeronomy)

全球极光探测磁层顶成像仪

IMAGE:(ImagerforMagnetopausetoAuroraGlobalExploration)

国际地磁参考场

IGRF:(InternationalGeomagneticReferenceField)

国际服务

IGS:GNSS(InternationalGNSSService)

国际参考电离层

:()

IRIInternationalReferenceIonosphere

低频

LF:(30kHz~300kHz)

中频

MF:(300kHz~3MHz)

电离层层电子密度峰值

NmE:E(TheELayerPeakElectronDensity)

电离层层电子密度峰值

NmF1:F1(TheF1LayerPeakElectronDensity)

电离层层电子密度峰值

NmF2:F2(TheF2LayerPeakElectronDensity)

无线电等离子体成像仪

RPI:(RadioPlasmaImager)

太阳黑子数

SSN:(SunspotNumber)

超高频

UHF:(300MHz~3000MHz)

国际无线电科学联盟

URSI:(UnionRadioScientifiqueInternationale)